钢铁工业循环水敞开式系统水质稳定处理

浅谈钢铁工业循环水敞开式系统水质稳定处理

[摘要]本文通过对钢铁企业工业循环冷却水概况进行阐述，主要对钢铁工业循环水敞开式系统水质稳定处理进行分析，并论述了循环冷却水系统中的沉积物及其控制。

[关键词]水敞开式系统钢铁工业水质稳定处理

中图分类号：tu249 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）20-185-01

引言

近年来，我国钢铁工业处于高速发展阶段，作为高能耗、多排放的行业，钢铁工业在全国节能减排的工作中承担着重大的责任。我国要进一步降低钢铁企业吨钢耗用新水量、提高钢铁企业水的重复利用率，需要积极推广少用水或不用水的工艺技术装备，并应该强化合理串级用水以及加强工业污水的综合处理回用。

钢铁企业工业循环冷却水系统概况

钢铁工业是各工业部门中的用水大户之一，例如，一座年产600万吨钢的钢铁联合企业，总用水量约为400万m3/d，其中冷却用水占85%以上。这样大的水量，从节能、经济及环境保护三方面来考虑，冷却用水都应该实现循环利用。

钢铁工业生产工艺复杂，用水要求各异，种类繁多，致使与之相应的循环供水系统增多。钢铁厂直接冷却水用户较多，如高炉煤气洗涤水；转炉烟气净化水；连铸机二次喷淋冷却水；轧机冷却水等。高热流密度（热负荷强度）冷却设备较多，如高炉炉体、高炉风口、

热风炉热风阀；转炉的氧枪、烟罩；连铸机的结晶器等。根据以上特点，在进行循环冷却水水质稳定处理时，应与其他工业部门通常采用的方法有所区别。

二、工业循环冷却水系统的分类

钢铁企业工业循环冷却水系统通常可分为纯水（或软水）密闭式水处理系统、敞开式工业净环水处理系统、直接冷却浊循环水处理系统等。

浊循环水系统由于水与物料直接接触，发生传热、传质过程，不仅水温升高，而且含有各种固体颗粒，溶解大量盐分，水质变化幅度大，应着力解决结垢问题。纯水（或软水）密闭式水处理系统中，水不与空气接触，不受阳光照射，应着力解决腐蚀问题。敞开式工业净环水处理系统，冷却水在换热设备中吸收热量后，经冷却构筑物与大气及阳光接触，水分蒸发，溶解氧和悬浮固体物增加，水中溶解盐类浓缩等，给系统带来腐蚀、结垢和菌类繁殖等问题。

三、循环水敞开式系统水质稳定处理分析

循环冷却水水质稳定处理，应根据不同系统的主要问题，采取去除悬浮物、控制水垢及污垢，控制腐蚀及微生物几方面的措施来解决。以下就对钢铁企业敞开式工业净环水处理系统水质稳定处理进行详细研究。

1、敞开式工业净环水处理系统概述

在敞开式工业净环水处理系统中，冷却水用过后仅温度升高，无其它污染，冷却后循环再用。水的再冷却是通过冷却塔来进行的，

因此冷却水在循环水过程中要与空气接触，部分水在通过冷却塔时还会不断被蒸发损失掉，因而水中各种矿物质和离子含量也不断被浓缩增加。为了维持各种矿物质和离子含量稳定在某一个定值上，必须对系统补充一定量的冷却水，通常称作补充水；并排出一定量的浓缩水，通称排污水。

这种敞开式工业净环水处理系统要损失一部分水，但与直流冷却水系统相比，可以节约大量的冷却水，且排污水也相应减少。因此，不论从节约水资源，还是从经济和保护环境的观点出发，都应设法降低各类工厂的直流冷却水用量，尽可能使用敞开式净环冷却水系统。

图1 敞开式循环冷却水系统

2、循环水使用中的控制指标

要搞好循环取得良好的效果，对于循环水和补充水和各种杂质应当有限制性的要求，这种限制性的控制指标就是水质控制的边界条件，如果超出控制指标，就会给循环水处理带来危害。针对循环水系统中各种离子或杂质的允许含量控制指标见表1所示：

表1 循环水中各种离子或杂质的允许含量

四、循环冷却水系统中的沉积物及其控制

1、沉积物来源

（1）来自补充水未经预处理或处理不当的补充水会使泥砂、悬浮物、微生物带入系统，即使澄清、过虑、消毒良好的补充水也会有一定浑浊度并带有少最的微生物。澄清过程中还可能将混凝剂的

水解产物，铝或铁离子，留在补充水中。另外，不管是否经过预处理，补充水中的溶解盐都会带入循环水系统。

（2）来自空气泥砂、粉尘、微生物及其袍子苔随空气带入循环系统。有时侯昆虫（如甲壳虫）也会大量带入系统，引起换热设备堵塞。当冷却塔周围环境受到污染时，硫化氢、二氧化硫、氨等腐蚀性气体有可能随空气进入循环水中造成沉积。

（3）来自工艺介质泄漏换热器泄漏，特别是漏油或某些有机物导致污泥沉积。

（4）来自化学处理药剂如在循环水中加锌盐或聚磷酸盐缓蚀剂，则有结锌垢或磷酸盐垢的可能性，以及来自系统腐蚀所形成的腐蚀产物。

2、水垢的控制技术

（1）从冷却水中除去成垢的钙离子

冷却水中如无过量的p043-或si02，则磷酸钙和硅酸钙是不容易生成的。循环冷却水中最易生成的水垢是碳酸钙垢，因此谈到水垢控制时，主要是指如何防止碳酸盐水垢的析出。而水中ca2+是形成碳酸垢的主要原因，如能从水中除去ca2+，使水软化，则碳酸钙就无法结晶析出，也就不形成水垢。

（2）加酸或通co2气体，降低ph，稳定重碳酸盐。

加酸法目前仍有使用，由于硫酸加入后，循环水ph值会下降，如不注意控制而加酸过多，则会加速设备的腐蚀.在操作中如果依靠工人分析循环水ph来控制加酸量，则有取样点是否有代表性及

调节ph值滞后等问题。因此，如果采用加酸法，最好配有自动加酸，调节ph值的设备和仪表。

（3）投加阻垢剂

具有阻垢性能的药剂有赘合剂、抑制剂和分散剂。鳌合剂和阳离子形成鳌合物或络合物，将金属离子封闭起来，阻止其与阴离子反应生成水垢，其结果实际上是降低了水中游离的钙、镁离子的浓度，因而起到阻垢作用。

结论

循环水系统运行的好坏关乎于全厂的生产是否长期、稳定、安全运作。循环水系统在前期准备工作中要做好化学清洗和预膜这两方面：在运行过程中，我们要做好水质的综合管理工作。我们还要大力开发新型环保试剂和推广新技术，同时也需要配合，支持和严格的运行管理。

参考文献：

[1] 齐东子.《敞开式冷却水系统的化学处理》.2001. 5

[2] 王文兵.《电厂循环水处理技术的发展趋势》[j].电力建设，2000

[3] 《钢铁企业给水排水设计手册》冶金工业出版社，2002